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近年来,多元羧酸用于棉织物无甲醛抗皱整理成为了研究的热门话题,但大多数研究还停留在单因素重复实验上,实验工作量大,对因素间的交互作用分析较少。同时,有关多元羧酸与棉织物反应过程、反应动力学等的研究较少。针对以上问题,本研究采用响应面法(RSM),在单因素实验基础上,利用Box-Behnken实验设计法(BBD)分别建立了1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)抗皱整理工艺和BTCA-柠檬酸(CA)抗皱整理工艺的二次多项式数学模型,利用模型对整理工艺进行分析和优化,并通过“F值检验”和“P值检验”等统计学理论对模型的准确性进行分析。得到的模型能够在一定参数范围内高效,准确的预测和优化多元羧酸抗皱整理工艺。在上述工艺模型的基础上,利用红外分析和醋酸钙滴定法等研究了多元羧酸在棉织物上的反应过程,建立了不同整理条件下的反应动力学模型,将酯化程度与实际整理效果联系在了一起。利用统计学软件(design expert 8.0.6.1)对模型进行拟合和方差分析,BTCA棉织物抗皱整理工艺模型的方差分析表明,BTCA用量对折皱回复角(WRA)的影响最大,焙烘时间、焙烘温度、次亚磷酸钠(SHP)用量的影响程度依次降低;对于断裂强力来说,焙烘时间对断裂强力的影响最大,焙烘温度、BTCA用量、SHP用量的影响程度依次降低。棉织物BTCA抗皱整理的最佳工艺为:BTCA 73 g/L,SHP 38g/L,167℃焙烘83 s。最佳工艺整理条件下织物的折皱回复角为252°,断裂强力保留率为69%。BTCA-CA抗皱整理工艺模型的方差分析表明,焙烘时间对回复角影响最大,BTCA用量和CA用量、焙烘温度、SHP用量的影响程度依次降低;对于断裂强力来说,焙烘时间对断裂强力影响程度最大,焙烘温度、SHP用量、CA用量、BTCA用量的影响程度依次降低。棉织物BTCA-CA抗皱整理最佳工艺为:BTCA50 g/L,CA 45 g/L,SHP 33 g/L,162℃焙烘63 s。最佳工艺整理条件下织物的折皱回复角为260°,断裂强力保留率为72%。棉织物BTCA-CA最佳工艺整理条件下折皱回复角比BTCA最佳工艺整理条件下提高了3.2%,断裂强力保留率提高了4.3%。与未整理棉织物相比,BTCA整理棉织物泛黄指数最低,其次为BTCA-CA整理棉织物,仅用CA整理棉织物泛黄指数最高。整理织物的红外分析表明,BTCA与棉织物在反应过程中的交联效率并不高。在最佳工艺整理液浓度及配比条件下,得到BTCA与棉织物的反应活化能较BTCACA混合羧酸与棉织物要高,说明BTCA-CA整理比仅用BTCA整理要更容易发生交联反应。在BTCA棉织物整理条件下,当焙烘温度低于140℃时,酯化程度随着焙烘时间的延长而提高,但即使焙烘时间较长,酯化程度依然较低;当焙烘温度高于160℃时,酯化程度在较短时间内就能达到较高水平。在BTCA-CA整理条件下,酯化程度随着焙烘温度从120℃提高到140℃有较大提升,而焙烘温度达到160℃后酯化程度随温度的提高变化不大。两种整理条件下发生酯化反应程度最大处的工艺条件与最佳工艺条件基本一致。